專利名稱：含有金屬微粒的樹脂顆粒、樹脂層、其形成方法以及電路基板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及例如用電子照相方式印刷含有金屬微粒的樹脂后，通過以金屬微粒作為鍍核進行化學鍍處理，可容易地形成任意電路的含金屬微粒的樹脂顆粒、含金屬微粒的樹脂層、含金屬微粒樹脂層的形成方法和電路基板。
背景技術：
現(xiàn)有技術在電路基板的制造過程中，在金屬薄膜上進行涂布抗蝕劑，曝光、顯影、蝕刻等的處理，形成金屬導體圖案層。在該制造方法中，每層都需要曝光掩模，對曝光掩模的設計和制造需要花費較多時間和成本，因此，電路圖案的變更或修正對電路基板的制造期間或成本產生較大影響。
因此，開發(fā)出了將樹脂內含有金屬微粒的帶電微粒作為調色劑，由電子照相方式印刷出具有任意圖案的襯底圖案層，以該被印刷的襯底圖案層的金屬微粒作為鍍核，進行化學鍍，而不使用曝光掩模形成金屬導體圖案層的方法。
在利用電子照相方式時，為穩(wěn)定地印刷出精細圖案，對調色劑(帶電微粒)的帶電量控制很重要。特別是為樹脂內含有金屬微粒的調色劑時，作為導體的金屬微粒從表面的一部分露出，調色劑表面的帶電面積減小，因此需要控制合適的帶電量。此外，印刷的圖案中所含的金屬微粒的形狀和分布，將對化學鍍時鍍析出性或者金屬導體圖案層與基底材料之間的粘結性產生很大影響。
此外，襯底圖案層被施加化學鍍的面上存在的金屬微粒，在剛印刷后被樹脂覆蓋，不能直接地充分發(fā)揮出作為鍍核的功能，因此需要通過對覆蓋著該金屬微粒的樹脂實施機械或化學蝕刻，使金屬微粒從表面露出。
但是，機械蝕刻容易造成基底材料的平坦度問題明顯，因此不適于在較大面積的蝕刻處理中使用。因此，特別是在較大面積的蝕刻處理時采用化學蝕刻，但是在進行化學蝕刻的情況下，有時存在樹脂溶解程度較大地影響鍍后金屬導體圖案層和基底材料的粘結性的情況。例如，在即使進行化學蝕刻也不能充分地使樹脂溶解，金屬微粒不能充分地從表面露出的情況下，在化學鍍處理后，存在鍍層幾乎不析出的問題。
因此，本發(fā)明的目的是提供，通過控制樹脂中所含的金屬微粒的粒徑、形狀、含有率，控制樹脂內含金屬微粒的調色劑的帶電量的分布，可形成精細圖案，并可進一步提高化學鍍時鍍析出性的含金屬微粒的樹脂顆粒、含金屬微粒的樹脂層、含金屬微粒的樹脂層的形成方法和電路基板。
進一步，本發(fā)明的目的是提供，通過在形成圖案的襯底圖案層表面上形成可容易控制蝕刻厚度的層，可有效地進行化學鍍處理，并可形成更加均一的金屬導體圖案的含金屬微粒的樹脂顆粒、含金屬微粒的樹脂層、含金屬微粒的樹脂層的形成方法和電路基板。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的一個形式，提供一種在樹脂基體中分散了金屬微粒的、形成導體圖案用的含金屬微粒的樹脂顆粒，其特征為所述金屬微粒的含量為小于等于總體的70重量％。
根據(jù)本發(fā)明的又一形式，提供一種形成導體圖案用的含金屬微粒的樹脂顆粒，其特征為，其具有由熱固化性樹脂形成的樹脂基體，分散在所述樹脂基體中的金屬微粒，以及在所述樹脂基體中含有的、比構成所述樹脂基體的樹脂材料比重小的添加物。
根據(jù)本發(fā)明的另一形式，提供一種含金屬微粒的樹脂層，其是采用至少含有金屬微粒的熱固化性樹脂在基底材料上形成的含金屬微粒的樹脂層，其特征為，所述金屬微粒的含量小于等于總體的70重量％，并且所含預定粒徑范圍的所述金屬微粒的數(shù)量密度大于等于0.05個/μm3。
根據(jù)本發(fā)明的另一形式，提供一種含金屬微粒的樹脂層，其是采用至少含有金屬微粒的熱固化性樹脂在基底材料上形成的含金屬微粒的樹脂層，其特征為，化學鍍處理工序前，該含金屬微粒的樹脂層的熱固化性樹脂的固化率為大于等于50％。
根據(jù)本發(fā)明的又一形式，提供一種含金屬微粒的樹脂層的形成方法，其特征為具有，在感光體上形成預定圖案的靜電潛像的工序；在形成了所述靜電潛像的感光體上，靜電吸附含金屬微粒的樹脂顆粒從而形成可見影像的工序，其中該含金屬微粒的樹脂顆粒為在樹脂基體中分散金屬微粒的顆粒，且金屬微粒的含量為小于等于總體的70重量％，所含預定粒徑范圍的該金屬微粒的數(shù)量密度為大于等于0.05個/μm3；將在所述感光體上形成的所述含金屬微粒的樹脂顆粒形成的可見影像靜電轉印到基底材料上的工序；通過對轉印至所述基底材料上的所述含金屬微粒的樹脂顆粒進行加熱或光照射，使其定影在所述基底材料上的工序。
根據(jù)本發(fā)明的另一形式，提供一種含金屬微粒的樹脂層的形成方法，其特征為具有，在感光體上形成規(guī)定圖案的靜電潛像的工序；在形成了所述靜電潛像的感光體上，通過靜電吸附含金屬微粒的樹脂顆粒從而形成可見影像的工序，其中該含金屬微粒的樹脂顆粒在樹脂基體中分散含有金屬微粒，并且添加了比構成該樹脂基體的樹脂材料比重更小的添加物；將在所述感光體上形成的所述含金屬微粒的樹脂顆粒形成的可見影像靜電轉印到基底材料上的工序；通過對轉印至所述基底材料上的所述含金屬微粒的樹脂顆粒進行加熱或光照射，使所述樹脂基體的固化率為大于等于50％，使其定影在所述基底材料上的工序。
根據(jù)本發(fā)明的另一形式，提供一種電路基板，其特征為具有采用上述本發(fā)明一種形式的含金屬微粒的樹脂顆粒形成的導體圖案層。


以下參照附圖對本發(fā)明進行說明，但是這些附圖僅用于圖解，均不是對本發(fā)明的限定。
圖1為本發(fā)明第1實施形式的含金屬微粒的樹脂顆粒的剖面圖。
圖2A為本發(fā)明第1實施形式的導體圖案層的預定的形成工序的剖面圖。
圖2B為本發(fā)明第1實施形式的導體圖案層的預定的形成工序的剖面圖。
圖2C為本發(fā)明第1實施形式的導體圖案層的預定的形成工序的剖面圖。
圖3為形成本發(fā)明第1實施形式的導體圖案層的制造裝置的簡要模式圖。
圖4是顯示6種含金屬微粒的樹脂顆粒的帶電量的測定結果的圖。
圖5是顯示含金屬微粒的樹脂顆粒相對銅含有率的質量關系的圖。
圖6A是示出了鍍層鍍析出的形式的圖。
圖6B是示出了鍍層鍍析出的形式的圖。
圖7是示出了銅微粒的數(shù)量密度與平均粒徑的關系的圖。
圖8是示出了焊球粘結強度實驗的簡要示意圖。
圖9為本發(fā)明第2實施形式的含金屬微粒的樹脂顆粒的剖面圖。
圖10A為本發(fā)明第2實施形式的導體圖案層的預定的形成工序的剖面圖。
圖10B為本發(fā)明第2實施形式的導體圖案層的預定的形成工序的剖面圖。
圖10C為本發(fā)明第2實施形式的導體圖案層的預定的形成工序的剖面圖。
圖11為電路基板一個實例的示意性剖面圖。
具體實施例方式
以下基于附圖對本發(fā)明的實施形式進行說明。
(第1實施形式)圖1為本發(fā)明第1實施形式的含金屬微粒的樹脂顆粒10的剖面圖概要。
含金屬微粒的樹脂顆粒10如圖1所示，以樹脂基體10a作為主體，在其中以幾乎均一的分散狀態(tài)含有導電性金屬微粒10b。
由于需要形成微細布線圖案，因此該含金屬微粒的樹脂顆粒10的粒徑優(yōu)選較小，例如，形成在平均粒徑為4微米～10微米的范圍內。
構成含金屬微粒的樹脂顆粒10的樹脂基體10a，采用常溫下為固體的B階的熱固化性樹脂。在此，所謂B階，指的是熱固化性樹脂至少一部分不硬化，在施加預定的熱時該未固化部分形成熔融狀態(tài)。作為B階熱固化性樹脂，可使用環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、氰酸酯樹脂、雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂、ベンジシクロブテン樹脂、聚苯并噁唑樹脂、丁二烯樹脂、有機硅樹脂、聚碳化二酰亞胺樹脂、聚氨酯樹脂等。還可根據(jù)需要添加帶電控制劑。
導電性的金屬微粒10b，采用選自Pt、Pd、Cu、Au、Ni、Ag組成的組中的至少1種金屬微粒。此外，金屬微粒10b的平均粒徑優(yōu)選為0.05微米～3微米，更優(yōu)選在0.1微米～2微米。金屬微粒10b的平均粒徑小時，分散性好。此外，金屬微粒10b的形狀不限于球形，例如，也可以是將球狀金屬微粒10b壓扁而成的鱗片狀。此外，含金屬微粒的樹脂顆粒10中所含的金屬微粒10b的形狀可僅為球狀、僅為鱗片狀，或者也可以是球狀和鱗片狀混合存在。
此外，含金屬微粒的樹脂顆粒10中分散含有的金屬微粒10b的上限含有率為，含金屬微粒的樹脂顆粒10的70重量％，下限值以含金屬微粒的樹脂顆粒10中分散的金屬微粒10b的數(shù)量密度定義，為0.05個/μm3。當金屬微粒10b的含有率多于70重量％時，有時不能合適的形成印刷圖案。此外，金屬微粒10b的數(shù)量密度小于0.05個/μm3時，金屬微粒10b作為鍍核的功能降低。含金屬微粒的樹脂顆粒10中含有的金屬微粒10b的更優(yōu)選的含有率為30～60重量％。
以下參照圖2A～圖2C和圖3，對由電子照相方式形成導體圖案層的工序進行說明。
圖2A～圖2C為導體圖案層各形成工序的剖面圖。而圖3簡要示出了形成導體圖案層的制造裝置。
首先使感光體鼓100沿著箭頭方向旋轉，同時由帶電器101使得感光體鼓100的表面電位達到一定電位(例如為負電荷)而使其均一帶電。此后，由激光發(fā)生·掃描裝置102根據(jù)圖像信號對感光體鼓100照射激光102a，除去照射部分的負電荷，在感光體鼓100的表面上形成預定圖案的電荷像(靜電潛像)。
此后，通過供給機構，使得貯存在顯影裝置103中帶電的含金屬微粒的樹脂顆粒10靜電附著在感光體鼓100上的靜電潛像上，形成可見影像。
然后，將在感光體鼓100的表面上由含金屬微粒的樹脂顆粒10形成的可見影像(圖案)由轉印裝置104，從感光體鼓100靜電轉印至所希望的基底材料20上。
此后，將轉印至基底材料20上的B階含金屬微粒的樹脂顆粒10通過利用加熱或光照射的定影器105，使得構成含金屬微粒的樹脂顆粒10的熱固化性樹脂熔融、固化，形成由含金屬微粒的樹脂顆粒10一體化的含金屬微粒的樹脂層30(圖2A)。
此外，在該定影器105上，無需使得熱固化性樹脂完全固化，例如，優(yōu)選硬化至這樣的程度在后述樹脂蝕刻裝置中進行蝕刻處理時，金屬微粒10b不從樹脂基體10a的層脫落。
此后，為有效地進行化學鍍處理，在樹脂蝕刻裝置(圖中未示出)中，對含金屬微粒的樹脂層30的表面進行蝕刻處理，使得金屬微粒10b至少1部分在含金屬微粒的樹脂層30的表面上露出(圖2B)。
在該樹脂蝕刻裝置中，可通過浸漬在例如丙酮、異丙醇等的溶劑，酸、堿等的蝕刻液中，采用化學蝕刻方法除去含金屬微粒的樹脂層30的表面。此外，在樹脂蝕刻裝置中，除進行化學蝕刻除去外，還可采用噴砂清理或氣噴凈法等進行研磨，進行機械去除。
此后，采用化學鍍槽(圖中未示出)，對實施了蝕刻處理的、在表面至少露出一部分金屬微粒10b的含金屬微粒的樹脂層30實施例如鍍Cu處理，使得在含金屬微粒的樹脂層30上以露出的金屬微粒10b作為核，選擇性地析出Cu，形成導體金屬層40(圖2C)。
在此，雖然示出了僅由化學鍍槽構成的鍍槽，但不限于此，也可以采用進行化學鍍和電解鍍兩者的鍍槽。
此外，在含金屬微粒的樹脂層30未完全固化的狀態(tài)下，采用堿性鍍液，可在鍍的過程中除去含金屬微粒的樹脂層30表面的樹脂，進行鍍處理，因此還可省去采用樹脂蝕刻裝置的蝕刻處理。
此外，在含金屬微粒的樹脂層30表面上形成的導體金屬層40的厚度可通過鍍條件進行控制。鍍處理后，為使基底材料20和含金屬微粒的樹脂層30更加緊密地粘結，防止剝離等，優(yōu)選通過定影器105進行加熱或光照射，使含金屬微粒的樹脂層30完全固化。
根據(jù)本發(fā)明第1實施形式的含金屬微粒的樹脂顆粒10，在構成含金屬微粒的樹脂顆粒10的樹脂基體10a中，通過適當確定其中分散含有的金屬微粒10b的含量，可控制含金屬微粒的樹脂顆粒10的帶電量分布，并且可形成精細的圖案。此外，通過使金屬微粒10b的形狀為鱗片狀，可使襯底圖案層和在其表面上形成的金屬導體層之間的粘結性優(yōu)異，提高錨固定效果。此外，還可以提高化學鍍過程中的鍍析出性。
在這種采用電子照相方式的制造裝置和制造工序，是在一般復印機或激光打印機中使用的，通過輸入數(shù)字化數(shù)據(jù)，可形成任意的導體圖案層。作為用途，不限于電路或布線基板，還可以廣泛應用于其它的，向平坦基底材料上形成任意導體圖案層的用途中。
以下示出涉及含金屬微粒的樹脂顆粒10的具體實施例。
(實施例1)在實施例1中，在圖1所示的含金屬微粒的樹脂顆粒10中，在以環(huán)氧樹脂作為主體的樹脂中分散銅微粒，制成含有0(僅為樹脂)、20、50、70、80、90重量％的6種含金屬微粒的樹脂顆粒10，進行帶電量的測定。該含金屬微粒的樹脂顆粒10的平均粒徑在7.3～9.0微米的范圍內。
圖4示出了上述6種含金屬微粒的樹脂顆粒10的帶電量的測定結果。
從該測定結果可知，隨著銅含有率的增加，每單位質量的含金屬微粒的樹脂顆粒10的帶電量減小，當含量為90重量％時，低于一般干式復印機的可顯影的帶電量的下限值5μC/g，帶電量成為1.9μC/g左右。
在圖5中示出了當含金屬微粒的樹脂顆粒10的粒徑一定時，使含金屬微粒的樹脂顆粒10中所含的銅含有率變化的情況下，含金屬微粒的樹脂顆粒10的質量相對于銅含有率的關系。
從該測定結果可知，當銅含有率大于等于60重量％時，含金屬微粒的樹脂顆粒10的質量急劇增加，但由于含金屬微粒的樹脂顆粒10的帶電量與其表面積幾乎成比例，因此當含金屬微粒的樹脂顆粒10的粒徑一定時，含金屬微粒的樹脂顆粒10的電荷量也一定。
在此，如果將對含金屬微粒的樹脂顆粒10的作用力認為是僅由單純顯影工序施加的電場產生的庫侖力時，則qE～m·dv/dt的關系成立。此外，q表示含金屬微粒的樹脂顆粒10的電荷量，E表示施加的電場，m表示含金屬微粒的樹脂顆粒10的質量，dv/dt表示加速度。
假定含金屬微粒的樹脂顆粒10的電荷量q一定，并為含金屬微粒的樹脂顆粒10的質量m的3倍的情況下，為了維持相同的顯影速度，需要使得顯影工序中施加的電場E也為3倍，這是不現(xiàn)實的。因為一般已知，如果在顯影工序中，在感光體和顯影機之間施加強電場，則與含金屬微粒的樹脂顆粒10的帶電電性相反的電荷從含金屬微粒的樹脂顆粒10流入到感光體中，引起所謂電荷注入的現(xiàn)象，當電場E增大時，容易發(fā)生該現(xiàn)象。
在實際的復印機上，在印刷上述分散有銅微粒的含金屬微粒的樹脂顆粒10時，從含有率為80重量％開始，在圖案周圍分散有含金屬微粒的樹脂顆粒10，而含有率為90重量％時，印刷圖案和非印刷部分幾乎看不出反差。
從以上測定結果可知，在含金屬微粒的樹脂顆粒10中，通過將金屬微粒10b的含有率設定為小于等于含金屬微粒的樹脂顆粒10全部的70重量％，而合適地控制含金屬微粒的樹脂顆粒10的帶電量和質量，可形成印刷圖案和非印刷部分的反差和分辨率合適的鍍襯底層圖案。此外，銅含有率的下限值由含金屬微粒的樹脂顆粒10中所含的銅微粒的粒徑和化學鍍析出性決定，如以下實施例2所示，例如，在采用平均粒徑為1.1微米的銅微粒的情況下，銅含有率的下限值為15重量％。
(實施例2)在實施例2中，在圖1所示的含金屬微粒的樹脂顆粒10中，在以環(huán)氧樹脂作為主體的樹脂中，分別分散平均粒徑為0.7、0.9、1.1、2.0、2.9微米的銅微粒，制成含有50重量％的5種含金屬微粒的樹脂顆粒10。此后，分別采用含金屬微粒的樹脂顆粒10由上述導體圖案層的形成方法，在基底材料上形成襯底圖案層(含金屬微粒的樹脂層30)，進行化學鍍處理。此外，制作出的含金屬微粒的樹脂顆粒10的平均粒徑在7.0～11.0微米的范圍內。
在圖6A、6B中分別顯示了使用分散有平均粒徑為0.7微米的銅微粒、平均粒徑為2.9微米的銅微粒的含有金屬微粒的樹脂顆粒10形成襯底圖案層，并進行了化學鍍處理的鍍層的鍍析出的狀態(tài)。該鍍析出的狀態(tài)由電子顯微鏡拍攝而成。
如圖6B所示可知，在含有平均粒徑為2.9微米的銅微粒的情況下，析出的銅微粒間的距離較大，鍍析出的狀態(tài)比較稀疏。另一方面，盡管在圖中未示出，但在含有平均粒徑為小于等于2.0微米的銅微粒的情況下，形成幾乎均一、致密的鍍層。特別是在含有平均粒徑為0.7、0.9、1.1微米的銅微粒的情況下，作為一個實例，如平均粒徑為0.7微米時的圖6A所示，形成均一致密的鍍層。
此外，在以環(huán)氧樹脂作為主體的樹脂中，分別分散含有平均粒徑為0.7、1.1、2.0微米的銅微粒的3種含金屬微粒的樹脂顆粒10中，將其制成其含有率為30重量％的含金屬微粒的樹脂顆粒10，與含有率為50重量％的情況一樣，采用含金屬微粒的樹脂顆粒10形成襯底圖案層，觀察了進行化學鍍處理后的鍍層的鍍析出的狀態(tài)。
結果發(fā)現(xiàn)，在含有平均粒徑為0.7、1.1微米的銅微粒的情況下，鍍析出性優(yōu)異，形成均一、致密的鍍層。另一方面，當含有平均粒徑為2.0微米的銅微粒的情況下，鍍析出狀態(tài)稀疏。
進一步在分別分散含有平均粒徑為0.7、1.1、2.0微米的銅微粒的3種含金屬微粒的樹脂顆粒10中，制作含有率為15重量％的含金屬微粒的樹脂顆粒10，采用含金屬微粒的樹脂顆粒10形成襯底圖案層，觀察了進行化學鍍處理后的鍍層的鍍析出狀態(tài)。
其結果發(fā)現(xiàn)，在含有平均粒徑為0.7微米的銅微粒的情況下，與含有1.1微米的銅微粒的情況相比，形成均一致密的鍍層。
在圖7中示出了在含金屬微粒的樹脂顆粒10內分散的銅微粒的數(shù)量密度與銅微粒平均粒徑的關系。分散在含金屬微粒的樹脂顆粒10內的銅微粒的數(shù)量密度，可由含金屬微粒的樹脂顆粒10的平均粒徑、銅微粒的平均粒徑、銅含有率、所用的銅和樹脂基質10a的比重算出。
在圖7中示出了在以環(huán)氧樹脂為主體的樹脂中，分別以50重量％分散含有平均粒徑為0.7、0.9、1.1、2.0、2.9微米的銅微粒的5種含金屬微粒的樹脂顆粒10的銅微粒的數(shù)量密度和銅微粒的粒徑的關系。此外，在圖7中還示出了在以環(huán)氧樹脂為主體的樹脂中，分別以30重量％分散含有平均粒徑為0.7、1.1、2.0微米的銅微粒的3種含金屬微粒的樹脂顆粒10中的銅微粒的數(shù)量密度和銅微粒的粒徑的關系。
從該測定結果和上述鍍析出性評價可知，化學鍍析出性惡化，其原因是在含金屬微粒的樹脂顆粒10中分散的銅微粒的數(shù)量密度小于0.05個/μm3。這是由于襯底圖案層表面上存在銅微粒的概率變低造成的。
從以上結果可知，在含金屬微粒的樹脂顆粒10中，通過使分散在含金屬微粒的樹脂顆粒10內的銅微粒的數(shù)量密度大于等于0.05個/μm3，可提高采用化學鍍的鍍析出性，形成均一致密的鍍層。
此外，含金屬微粒的樹脂顆粒10內分散的銅微粒的數(shù)量密度的上限值，由銅微粒的粒徑和含金屬微粒的樹脂顆粒10的帶電量決定，在采用平均粒徑為0.7微米的銅微粒的情況下，為2.3個/μm3。此外，在以含金屬微粒的樹脂顆粒10的含有率表示時，為如實施例1所示的70重量％。
(實施例3)在實施例3中，在圖1所示的含金屬微粒的樹脂顆粒10中，在以環(huán)氧樹脂作為主體的樹脂中分散含有50重量％的銅微粒，制成含金屬微粒的樹脂顆粒10，該銅微粒是將平均粒徑為0.7微米的銅微粒壓扁至最大直徑為0.8微米的鱗片形狀的銅微粒。此外，還制作出在以環(huán)氧樹脂作為主體的樹脂中分散含有50重量％的銅微粒的含金屬微粒的樹脂顆粒10，該銅微粒是平均粒徑為0.7微米的球狀銅微粒。
由此，通過采用這兩種含金屬微粒的樹脂顆粒10，分別根據(jù)上述導體圖案層的形成方法，在基底材料上形成直徑為0.55微米、厚度為約3微米的襯底圖案層(含金屬微粒的樹脂層30)，通過化學鍍銅處理，形成厚度為10微米的Cu層。此后，通過化學鍍鎳處理，形成厚度為2微米的鎳層，進一步通過化學鍍金處理，形成厚度為0.5微米的金層。此后，如圖8所示，在峰值溫度為260℃的回流爐中在該金層上接合由SnAgCu0.7形成的球徑為0.6mm的焊球200，進行焊球接合強度實驗。
在焊球接合強度實驗中，對于在基底材料201上形成的導體圖案層202的Au層上接合的焊球200，通過剪切用工具203施加負載，測定剪切強度。結果發(fā)現(xiàn)，采用了分散有鱗片狀銅微粒的含金屬微粒的樹脂顆粒10形成的導體圖案層中的剪切強度，比采用分散有球狀銅微粒的含金屬微粒的樹脂顆粒10形成的導體圖案層中的剪切強度高10％左右。
從以上結果可知，分散在含金屬微粒的樹脂顆粒10中的金屬微粒10b的形狀，與球狀相比，將球狀變形形成鱗片形狀時，襯底圖案層與在其表面上形成的金屬導體層之間的粘結性優(yōu)異，錨固定效果提高。
(第2實施形式)圖9示出了本發(fā)明第2實施形式的含金屬微粒的樹脂顆粒300的剖面圖的概要。
含金屬微粒的樹脂顆粒300，如圖9所示，以樹脂基體300a作為主體，并在其中以幾乎均一分散的狀態(tài)含有導電性金屬微粒300b。此外，在含金屬微粒的樹脂顆粒300中，添加有比構成樹脂基體300a的樹脂材料比重小的油脂類等的添加物。
該含金屬微粒的樹脂顆粒300的粒徑，由于需要形成微細的布線圖案，因此優(yōu)選較小，例如，平均粒徑形成在4微米～10微米的范圍內。
構成含金屬微粒的樹脂顆粒300的樹脂基體300a，使用常溫下為固體的B階熱固化性樹脂。在此所謂B階，指的是熱固化性樹脂至少一部分不固化，在施加預定的熱時該未固化部分形成熔融狀態(tài)。作為B階熱固化性樹脂，可使用環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、氰酸酯樹脂、雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂、ベンジシクロブテン樹脂、聚苯并噁唑樹脂、丁二烯樹脂、有機硅樹脂、聚碳化二酰亞胺樹脂、聚氨酯樹脂等。
導電性金屬微粒300b，采用選自Pt、Pd、Cu、Au、Ni、Ag組成的組中的至少1種金屬微粒。此外，金屬微粒10b的平均粒徑優(yōu)選為0.05微米～3微米，更優(yōu)選在0.1微米～2微米。這是因為金屬微粒300b的平均粒徑小時分散性好。
此外，金屬微粒300b在含金屬微粒的樹脂顆粒300中以15～70重量％的比例含有，形成化學鍍的核，對鍍反應的進行具有催化作用。當含金屬微粒的樹脂顆粒300的含有率小于15重量％時，金屬微粒300b作為鍍核的功能有時變低。另外，當含金屬微粒的樹脂顆粒300的含有率大于70重量％時，有時不能形成合適的印刷圖案。此外，在含金屬微粒的樹脂顆粒300中含有的導電性金屬微粒300b更優(yōu)選的含有率為30～60重量％。
添加物由比重小于等于1.1(25℃)的、例如植物性蠟等的油脂類構成，在樹脂基體300a中大于等于樹脂基體300a總體積的0.5體積％的范圍內添加。添加物的添加不足0.5體積％時，存在部分鍍核未露出的情況，有時影響鍍析出性。對添加物的添加量沒有特別的上限，添加量過多時，蝕刻處理后印刷圖案的厚度變薄，因此較少為好。
以下參照圖10A～圖10C對采用電子照相方式形成導體圖案層的形成工序進行說明。
圖10A～圖10C為顯示導體圖案層各形成工序的剖面圖。此外，由于形成導體圖案層的制造裝置與上述第1實施形式中的制造裝置一樣，因此參照圖3所示的制造裝置進行說明。
首先使感光體鼓100沿著箭頭方向旋轉，同時由帶電器101使得感光體鼓100的表面電位達到一定電位(例如為負電荷)而均一帶電。此后，由激光發(fā)生·掃描裝置102根據(jù)圖像信號對感光體鼓100照射激光102a，除去照射部分的負電荷，在感光體鼓100的表面上形成預定圖案的電荷像(靜電潛像)。
此后，通過供給機構，使得貯存在顯影裝置103中的帶電的含金屬微粒的樹脂顆粒300靜電附著在感光體鼓100上的靜電潛像上，形成可見影像。
然后，將感光體鼓100表面上、由含金屬微粒的樹脂顆粒300形成的可見影像(圖案)由轉印裝置104，從感光體鼓100靜電轉印至所希望的基底材料310上。
此后，將轉印至基底材料310上的B階的含金屬微粒的樹脂顆粒300通過利用加熱或光照射的定影器105，使得構成含金屬微粒的樹脂顆粒300的熱固化性樹脂熔融、硬化，由含金屬微粒的樹脂顆粒300一體化形成含金屬微粒的樹脂層320(圖10A)。
在此，在由定影器105固化處理的含金屬微粒的樹脂顆粒300中，由于含有比重比構成樹脂基體300a的樹脂材料小的、例如油脂類等的添加物，因此在含金屬微粒樹脂層320的上方表面上，由于比重的影響，由添加物形成表面層320a。
在該定影器105上，無需使得樹脂基體300a完全固化，例如，優(yōu)選固化至這樣的程度在后述的樹脂蝕刻裝置中進行蝕刻處理時，金屬微粒300b不從樹脂基體300a的層脫落。
此后，為有效地進行化學鍍處理，在樹脂蝕刻裝置(圖中未示出)中，對含金屬微粒的樹脂層320的表面進行蝕刻處理，使得金屬微粒300b的至少一部分在含金屬微粒的樹脂層320的表面上露出(圖10B)。
在該樹脂蝕刻裝置中，可通過浸漬在例如丙酮、異丙醇、乙醇或表面活性劑等中，采用化學蝕刻方法除去含金屬微粒的樹脂層320的表面。這些溶劑，可對在含金屬微粒的樹脂層320上方表面上形成的、添加物形成的表面層320a容易地蝕刻。
此后，采用化學鍍槽(圖中未示出)，對實施了蝕刻處理的、在表面至少露出一部分金屬微粒300b的含金屬微粒的樹脂層320實施例如鍍Cu處理，以在含金屬微粒的樹脂層320上露出的金屬微粒300b為核，使得Cu選擇性地析出，形成導體金屬層330(圖10C)。
在此，雖然示出了僅由化學鍍槽構成的鍍槽，但不限于此，也可以采用進行化學鍍和電解鍍兩者的鍍槽。
此外，在含金屬微粒的樹脂層320表面上形成的導體金屬層330的厚度可通過鍍條件設定為預定厚度。鍍處理后，為使基底材料310與含金屬微粒的樹脂層320更加緊密地粘結，防止剝離等，優(yōu)選通過定影器105進行加熱或光照射，使含金屬微粒的樹脂層320完全固化。
根據(jù)本發(fā)明的一實施形式，通過向構成含金屬微粒的樹脂顆粒300的樹脂基體300a中適量添加比構成該樹脂基體300a的樹脂比重更小的、與樹脂基體300a無相溶性，例如油脂類等的添加物，可容易地在含金屬微粒的樹脂層320表面上進行蝕刻，容易對蝕刻厚度進行控制，并且可由添加物形成表面層320a。由此，可提高化學鍍析出性，可形成更加均一的導體圖案層。
上述的采用電子照相方式的制造裝置和制造工序，為一般復印機或激光打印機等中使用的技術，可通過輸入數(shù)字化數(shù)據(jù)，形成任意的導體圖案層。在該技術中，根據(jù)一實施形式，通過采用含金屬微粒的樹脂顆粒300，可形成鍍析出性優(yōu)異的導體圖案層。此外，作為根據(jù)一實施形式的含金屬微粒的樹脂顆粒300的用途，不限于電路和布線基板，此外，還可以廣泛應用于向平坦基底材料上形成任意的導體圖案層的用途中。
以下示出涉及含金屬微粒的樹脂顆粒300和化學鍍處理前實施的處理的具體實施例。
(實施例4)在實施例4，采用2種含金屬微粒的樹脂顆粒300，由上述圖案形成方法在基底材料上形成襯底圖案層(含金屬微粒的樹脂層320)，并且實施鍍前的蝕刻處理和化學鍍處理時涉及的實驗。這兩種顆粒中的一種是在圖9所示的含金屬微粒樹脂顆粒300中，向以環(huán)氧樹脂為主體的樹脂基體300a中添加作為添加物的、比重為0.98(25℃)的油脂類，使其體積為樹脂基體300a總體積的1％而形成的顆粒；另一種為不添加添加物的含金屬微粒的樹脂顆粒300。
在此，在兩種含金屬微粒的樹脂顆粒300中，以50重量％的比例含有作為金屬微粒300b的平均粒徑為0.7微米的銅微粒。此外，添加有添加物的含金屬微粒的樹脂顆粒300的平均粒徑為8.2微米，不添加添加物的含金屬微粒的樹脂顆粒300的平均粒徑為8.0微米。此外，構成含金屬微粒的樹脂顆粒300的、以環(huán)氧樹脂為主體的樹脂基體300a的比重為1.2(25℃)。
分別對這兩種襯底圖案層，通過浸漬在溶劑中進行蝕刻處理，以及不進行蝕刻處理實施化學鍍處理。
結果發(fā)現(xiàn)，如果不進行蝕刻處理，則不管是否添加了添加物，鍍析出狀態(tài)都成稀疏。
另一方面，在將襯底圖案層浸漬在溶劑中進行蝕刻處理后，進行化學鍍處理時，對于添加了添加物的襯底圖案層，形成鍍析出性良好且致密的金屬導體層。此外，未添加添加物的襯底圖案層，即使浸漬在溶劑中進行蝕刻處理，也幾乎不析出鍍，鍍析出狀態(tài)稀疏。
從以上結果可知，即使在實施了蝕刻處理的情況下，未添加添加物的襯底圖案層在其表面上銅微粒未充分露出。此外，在添加了添加物的襯底圖案層中，由定影器105進行固化時，比樹脂比重小的添加物浮出在襯底圖案層的表面，形成表面層，通過用溶劑對該表面層進行蝕刻，可使銅微粒的露出面積增大，使鍍析出性提高。
這樣，通過向構成含金屬微粒的樹脂顆粒300的樹脂基體300a中適量添加比構成該樹脂基體300a的樹脂比重小的、與樹脂基體300a無相溶性，例如油脂類等的添加物，可容易地對襯底層表面進行蝕刻，容易對蝕刻厚度進行控制，并且形成表面層。由此，可有效地進行化學鍍處理，可形成更加均一的導體圖案層。
(實施例5)在實施例5中，含金屬微粒的樹脂顆粒300是在以環(huán)氧樹脂為主體的樹脂基體300a中，以50重量％的比例含有平均粒徑為0.7微米的銅微粒構成的。此外，含金屬微粒的樹脂顆粒300的平均粒徑為8.2微米。
采用該含金屬微粒的樹脂顆粒300，通過上述圖案形成方法，在基底材料上形成襯底圖案層(含金屬微粒的樹脂層320)，研究化學鍍前的固化率和鍍析出性的關系。在此，固化率是基于差示掃描熱量測定(DSC)算出的。此外，在襯底圖案層上，在化學鍍前實施蝕刻處理。
從差示掃描熱量測定(DSC)的測定結果和鍍析出性可知，化學鍍前樹脂基體300a的固化率為大于等于50％的情況下，形成致密的鍍層。另一方面，在固化率不足50％的情況下，鍍析出狀態(tài)成為稀疏。
此外，對襯底圖案層的表面狀態(tài)進行研究時發(fā)現(xiàn)，樹脂基體的固化率不足50％的情況下，在各處均可看到銅微粒的脫落。這是由于堿性化學鍍液侵蝕了未固化的樹脂基體造成的。
從以上的結果可知，通過使化學鍍處理前的襯底圖案層的樹脂基體的固化率為大于等于50％，可防止金屬微粒脫落，可提高化學鍍時的鍍析出性。
(其它實施形式)在上述實施形式中，主要對導體圖案層進行了說明，但是通過采用與構成含金屬微粒的樹脂顆粒的樹脂相同的樹脂構成的樹脂顆粒，采用與形成導體圖案層的制造裝置一樣的裝置，也可形成絕緣層。此外，通過在1個基板上選擇性地形成導體圖案層和絕緣圖案層，也可以構成電路基板。
在圖11中，示意性地示出了具有導體圖案層401和絕緣圖案層402的電路基板400的一個實例的剖面圖。其中，導體圖案層通過采用第1實施形式或第2實施形式所示的含金屬微粒的樹脂顆粒形成。
電路基板400由基底材料403、在該基底材料403上選擇性地形成的非導電性導體圖案層401，以及在該導體圖案層401上形成的導電性導體金屬層404，以及在基底材料403上選擇性形成的絕緣圖案層402構成。
此外，圖11中示出了由單層形成的電路基板400，但是通過在圖11所示的電路上進一步選擇性地形成導體圖案層401、絕緣圖案層402和導體金屬層404，還可以構成由多層形成的多層電路基板。
此外，本發(fā)明不限于本文中圖解描述的特定形式，應當理解為如以下權利要求范圍中所述的那樣包含全部的變形形式。
權利要求
1.一種含金屬微粒的樹脂顆粒，是在樹脂基體中分散了金屬微粒的形成導體圖案用的含金屬微粒的樹脂顆粒，其特征為，所述金屬微粒的含量為小于等于總體的70重量％。
2.如權利要求1所述的含金屬微粒的樹脂顆粒，其特征為，在所述含金屬微粒的樹脂含金屬微粒的樹脂顆粒顆粒中預定粒徑范圍的所述金屬微粒的數(shù)量密度為大于等于0.05個/μm3。
3.如權利要求1所述的含金屬微粒的樹脂顆粒，其特征為，所述金屬微粒包含至少鱗片形狀的金屬微粒構成。
4.如權利要求1所述的含金屬微粒的樹脂顆粒，其特征為，所述金屬微粒包括選自Pt、Pd、Cu、Au、Ni、Ag組成的組中的至少1種。
5.一種形成導體圖案用的含金屬微粒的樹脂顆粒，其特征為具有，由熱固化性樹脂形成的樹脂基體，分散在所述樹脂基體中的金屬微粒，在所述樹脂基體中含有的、比構成所述樹脂基體的樹脂材料比重小的添加物。
6.如權利要求5所述的含金屬微粒的樹脂顆粒，其特征為，所述添加物的比重小于等于1.1。
7.如權利要求5所述的含金屬微粒的樹脂顆粒，其特征為，所述添加物添加大于等于所述樹脂基體總體積的0.5體積％。
8.如權利要求5所述的含金屬微粒的樹脂顆粒，其特征為，所述金屬微粒包括選自Pt、Pd、Cu、Au、Ni、Ag組成的組中的至少1種。
9.一種含金屬微粒的樹脂層，其是采用至少含有金屬微粒的熱固化性樹脂在基底材料上形成的含金屬微粒的樹脂層，其特征為，所述金屬微粒的含量為小于等于總體的70重量％，并且所含預定粒徑范圍的所述金屬微粒的數(shù)量密度大于等于0.05個/μm3。
10.一種含金屬微粒的樹脂層，其是采用至少含有金屬微粒的熱固化性樹脂在基底材料上形成的含金屬微粒的樹脂層，其特征為，化學鍍處理工序前，該含金屬微粒的樹脂層的熱固化性樹脂的固化率為大于等于50％。
11.一種含金屬微粒的樹脂層的形成方法，其特征為，具有，在感光體上形成預定圖案的靜電潛像的工序，在形成了所述靜電潛像的感光體上，靜電吸附含金屬微粒的樹脂顆粒從而形成可見影像的工序，其中該含金屬微粒的樹脂顆粒為在樹脂基體中分散金屬微粒形成的顆粒，且金屬微粒的含量為小于等于總體的70重量％，所含預定粒徑范圍的該金屬微粒的數(shù)量密度大于等于0.05個/μm3，將在所述感光體上形成的所述含金屬微粒的樹脂顆粒形成的可見影像靜電轉印到基底材料上的工序，通過對轉印至所述基底材料上的所述含金屬微粒的樹脂顆粒進行加熱或光照射，使其定影在所述基底材料上的工序。
12.一種含金屬微粒的樹脂層的形成方法，其特征為，具有，在感光體上形成預定圖案的靜電潛像的工序，在形成了所述靜電潛像的感光體上，靜電吸附含金屬微粒的樹脂顆粒從而形成可見影像的工序，其中該含金屬微粒的樹脂顆粒是在樹脂基體中分散含有金屬微粒的顆粒，并且添加了比構成所述樹脂基體的樹脂材料比重小的添加物，將在所述感光體上形成的所述含金屬微粒的樹脂顆粒形成的可見影像靜電轉印到基底材料上的工序，通過對轉印至所述基底材料上的所述含金屬微粒的樹脂顆粒進行加熱或光照射，使所述樹脂基體的固化率為大于等于50％，使其定影在所述基底材料上的工序。
13.一種電路基板，其特征為具有采用權利要求1所述的含金屬微粒的樹脂顆粒形成的導體圖案層。
14.一種電路基板，其特征為具有采用權利要求5所述的含金屬微粒的樹脂顆粒形成的導體圖案層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在樹脂基體中分散了金屬微粒的、形成導體圖案用的含金屬微粒的樹脂顆粒，其特征為所述金屬微粒的含量為小于等于總體的70重量％。
文檔編號H05K3/20GK1649471SQ200410103438
公開日2005年8月3日 申請日期2004年12月27日 優(yōu)先權日2003年12月26日
發(fā)明者青木秀夫, 山口直子, 田窪知章 申請人:株式會社東芝